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林内光照的主要特点1、强度减弱2、光质改变3、分布不均4、日照时间缩短
光补偿点:
低光照条件下,植物的光合作用较弱,当植物合成的产品恰好等于呼吸消耗这时的光照强度
光饱和点:
当光照强度增加到一定程度后,光合作用增加的幅度逐渐减缓,最后达到一定限度,不再随光照强度而增加,这时的光照强度
树木阳生叶与阴生叶的区别
比较的项目
阳生叶
阴生叶
叶片大小
小而厚
大而薄
角质层
较厚
较薄
叶肉组织的分化
栅栏组织较厚或多层
海绵组织较丰富
叶脉
密
输
叶绿素
较少
较多
气孔
较密
较稀
生态类型:
阳性树种,中性树种,耐阴树种
阳性树种和阴性树种的主要区别:
(1)天然更新种子萌发、幼苗、幼树生长
(2)光补偿点和光饱和点阳性树种(落叶松、松)光补偿点大于200lux,阴性树种(槭、榆)50lux(3)树冠外形:
阳性树种树冠较稀疏,枝下高较高阴性树种树冠较稠密,枝下高较低(4)叶片分化及颜色:
阳性树种全阳生叶;
叶绿素含量较低,淡绿色,阴性树种阳生叶、阴生叶;
深绿色(5)生长发育过程:
阳性树种生长快,成熟早,寿命短,阴性树种生长慢,成熟晚,寿命长
第四章温度因子
温度的时空变化
1.时间变化a.年变化:
温度的年较差:
一年中最热月与最冷月平均温度的差值。
北半球7月—1月b.日变化:
温度的日较差:
午后2时—日出之2.空间变化a.纬度:
纬度每增高1度,年平均气温约下降0.5—0.9℃b.海拔:
海拔每增高1000米,年平均气温约下降5.5℃。
c.坡向:
南坡、北坡前
森林群落内温度的主要特点1.昼夜、季节温差较小,自林冠层到地表层温差越来越小;
2.最高温度低于林外空旷地,最低温度只略高或稍低于林外空旷地,两个温度极值均出现在林冠层表面。
原因:
枝叶遮挡太阳辐射;
蒸腾作用消耗热量对周围地区的气温影响:
降低气温;
减小温差
温周期现象:
植物对温度昼夜变化节律所做出的反应。
物候:
植物长期适应于温度、水分有规律季节变化,形成与此相应的植物发育节律。
积温:
通常把在植物整个生长发育期或某一发育阶段内,高于一定温度度数以上的日平均温度总和,称为某植物或某发育阶段的积温。
有效积温:
从某一时期内的平均温度减去生物学零度(即机能进行的最低点温度),将其结果乘以该时期的天数。
计算K=N(T-T0)
K:
某植物为完成发育阶段或生活周期所需要的有效积温T:
n天的平均温度
N:
某植物为完成发育阶段或生活周期所经的天数
T0:
某植物为完成发育阶段或生活周期的起始温度(生物学零度)
活动积温:
从某一时期内的平均温度减去物理学零度,将其结果乘以该时期的天数。
计算K`=n(T-0)=nT例:
桃树开花期需15天,开花期的平均气温为12℃,开花期的最低气温为6℃,求桃树开花所需的有效积温和活动积温。
K=15*(12℃-6℃)=90℃K’=15*12℃=450℃
不同种类或不同品种的植物,积温不同,引种工作或农业生产要了解积温
冻害:
气温在0℃以下植物所受到的伤害。
(危害北方植物)
生理干旱:
初春季节,当土壤结冰时,林木根系处于休眠中,这时期如果地上部分进行蒸腾不断失水而根系又不能进行水分补充,时间长了就会引起枝条干枯死亡。
冻害发生的生理机制:
植物组织内结冰时,细胞壁外面的纯水膜首先结冰,以后温度每下降1℃,压力增加12巴。
温度继续下降,冰晶进一步扩大,结果一方面使细胞失水,引起细胞原生质浓缩,造成胶体物质(酶)的沉淀;
另一方面压力增加,能促使细胞膜变性和细胞壁破裂,最后导致植物死亡。
1.低温适应:
叶和芽有油脂,芽具芽鳞,体具蜡粉和密毛,树干木栓层厚,矮小,匍匐状、垫状。
贝格曼规律:
体形大的恒温动物,单位体重散热量相对较少。
阿伦规律:
恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和耳等在低温环境中有变小变短的趋势。
2.高温适应:
植物体具密毛和鳞片,白色,叶片革质,叶缘向光排列或折叠,树干木栓层厚
第五章水分因子
水是生物生存的重要条件表现在:
1水是植物重要的组成成分2、水是生化反应的容剂3、水是新城代谢的直接参与者4、水是光合作用的原料5、水能调节温度6、水可维持细胞和组织的紧张度
水分大循环:
水从海洋以水汽形式被运送到陆地上空,凝结成降水又沿地面或地下流入海洋的过程。
水分小循环:
水在陆地(海洋)上蒸发成水汽,进入到大气中凝结成降水回到地面(海洋)的过程。
林内水分状况的主要特点:
1、林内的空气湿度大于林外,有垂直变化,越下层越大越稳定2、表层含水量大于林外,深层含水量小于林外
植物对水分的适应及生态类型:
植物适应干旱的方式有1通过降低水势和扩大根系来改进从土壤中吸收水分的能力;
2及时关闭气孔以减少水分的散失,利用角质层防止水分蒸发,同时缩小蒸腾面积;
3在植物体内储存水分并提高输导能力。
1水生植物{沉水植物、浮水植物、挺水植物}特点:
根系不发达,空气组织不发达2、陆生植物{湿生植物、中生植物、旱生植物}湿生植物特点:
不能长时间忍受缺水,抗旱能力差,多生长在水边或潮湿环境中,渗透压低,根系不发达;
旱生植物的特点:
根系发达,叶片退化成刺、组织很发达、海绵组织不发达,气孔深陷,覆盖有气孔毛,细胞渗透压高,不易失水,吸水力强。
林冠截流:
指降水时,有一部分降水被林冠层阻流的现象。
森林减少地表径流、保持水土、水源涵养的主要原因:
1.森林的减少地表径流,储存降水,促进水流均匀进入河流或水库,在枯水期间仍能维持一定量的水进入河流或水库的作用2.涵养水源的方面:
a.林冠截留,是雨水冲击地面的力量削弱,因而形成的地表径流较弱b.苔藓层和死地被物层,能吸收大量降水,从而减少地表径流量;
c.土壤层、疏松、孔隙多、富含腐殖质、水分容易被吸收和渗透下去,使地表径流转为地下径流;
土壤60厘米处,土壤稳渗速度大于6mm/min,而林区瞬时最大降水速度小于3mm/min,降水可全部下渗。
D.春季融雪,林内比林外晚,而且缓慢,雪水容易被土壤吸收下渗3.水土保持作用
第六章大气因子
二氧化碳的生态意义
1.光合作用,二氧化碳是光合作用的主要原料2.森林生产量,植物中的碳氧都来自大气中的二氧化碳3.林内二氧化碳的浓度变化,二氧化碳浓度是森林生产力的主要限制因子4.二氧化碳的生物循环,绿色植物从大气中取得二氧化碳,固化成有机物,供动物食用,动物和植物又通过呼吸作用把部分二氧化碳返回大气,微生物把动植物残体分解,把二氧化碳返回大气
温室效应:
大气中的二氧化碳象玻璃温室一样,能透过太阳辐射,地面辐射的红外线热能很难散发出去,使温度升高的效应。
兰州城市污染发生的原因1.风速:
冬季风小,不利于污染物的飘散2.风向:
污染源的下风向污染严重,厂址的选择3.地形:
封闭地形谷地或盆地,常形成逆温层,烟雾不易飘散。
植物对环境污染的净化效应1.
吸收二氧化碳与放出氧的作用2.
吸滞尘埃作用:
a.降低风速b.叶片表面凹凸不平,多绒毛,分泌油脂,枝叶吸附尘埃3.
吸收有毒气体作用:
a.富集毒物b.分解毒物4.
杀菌作用:
许多植物的叶,芽和花能分泌一种可挥发的杀菌素,能杀死细菌、真菌和原生动物5.
减少噪音的作用:
乔灌木搭配种植,树冠减少噪音的效果好。
风对树木形态和解剖构造的影响1.器官矮化,植株矮态;
海岸、林缘、山顶2.树冠畸型;
;
偏冠、旗形冠3.木材断面偏心;
迎风面,背风面4.旱生结构加强:
树皮厚,叶小而坚硬
第七章土壤因子
树种适应生长的土壤PH范围3-8:
通常能适应PH3.7-4.5的为大多数针叶树种,适应PH4.5-5.5为大多数针叶树和一些阔叶树种,适应PH5.5-6.9为大多数阔叶树,PH大于8的多数森林植物难以生长。
土壤养分大量元素:
NPKCaMgS,微量元素:
FeMnBZnCuMoClNi
酸性土易缺:
pkCaMg碱性土易缺:
FeBCuMnZn
菌根:
真菌与树木根系的共生体。
菌根真菌:
类型
(1)内生型:
真菌菌丝深入根的表皮细胞内部。
不形成根套。
槭树、南洋杉、鹅掌楸等。
藻状菌
(2)内外兼生型:
既有内生菌根,又有外生菌根。
子囊菌。
(3)外生型菌根:
真菌菌丝仅侵入树木根外层细胞之间而不进入细胞腔内。
菌丝在根表面形成根套。
桦、柞、冷杉等。
担孢子菌、子囊菌或藻状菌
互惠互利共生关系:
真菌扩大根系的吸收面积,为根系提供氮素营养,还可产生抗生素,减少树木病害;
树木为真菌提供碳水化合物
柔软型死地被物、粗糙型死地被物的主要特性
(1)柔软型死地被物:
一、二亚层的比例小,三亚层松软,粒状结构,与土壤矿质层的界线不明显,细菌和软体动物(如蚯蚓)多,真菌少,C/N比率低,中性或微酸性反应,结构疏松,通气性和透水性良好。
(2)粗糙型死地被物:
一、二亚层的比例大,三亚层分解不良,结构紧密,与土壤矿质层的界限明显,细菌和软体动物少,真菌多,C/N比率高,酸性反应,结构紧密,通气性和透水性差。
影响死地被物两种类型形成的因素:
(1)树种组成:
针叶林,土壤酸性,微生物不活跃,死地被物分解慢,所以形成粗糙型死地被物。
阔叶林弱酸性,微生物活跃,死地被物分解快,所以形成柔软型死地被物;
针叶林:
土壤酸性强,微生物不活跃,死地被物分解慢,所以形成粗糙型死地被物;
(2)立地条件:
温度低,潮湿,通气差,易形成粗糙型死地被物;
温度高,湿度适中,通气好,易形成软弱型死地被物。
盐碱土植物抗盐方式:
聚盐、泌盐,盐腺,不透盐,有机化合物
沙生植物:
骆驼刺,柠条,肉苁蓉(梭梭),锁阳,花棒,盐生草,柽柳,
趋同适应(生活型):
不同种类的植物当生长在相同(或相似)的环境条件下,往往形成相同(或相似)的适应方式和途径。
外貌、生理、发育特点相似。
生活型:
不同种类的植物由于对于综合环境条件的长期适应,而具有相同或相似的外貌特征。
生活型的划分
(1)高位芽植物
(2)地上芽植物(3)地面芽植物(4)地下芽植物(5)一年生植物
趋异适应:
同一种植物的不同个体群,由于分布地区的间隔,长期接受不同环境条件的综合影响,在不同个体群之间,产生相应的生态变异。
外貌形态、生长发育、生理特性改变并在遗传基因上固定下来。
生态型:
同种植物的不同个体群,由于长期生长在不同的环境条件或人为培育条件下,经自然选择或人工选择而分化形成了形态、生理和生态特性不同的基因型类群。
第八章种群生态学
种群(population):
在一定的时间和空间内,同一种生物的个体群。
动态生命表:
跟踪调查同生群个体从出生到死亡的存活情况
静态生命表:
根据某一特定时间对种群年龄结构的调查
生命表中字母代表:
X为按年龄的分段nx为x期开始时的存活数
lx为x期开始时的存活率lx=nx/n0dx为从x到x+1的死亡数dx=nx–nx+1
qx为从x到x+1的死亡率qx=dx/nx
Lx为从x到x+1的平均存活数Lx=(nx+nx+1)/2
Tx为进入x期的全部个体在进入x期后的存活个体总数Tx=∑LxT2=L2+L3+L4+….
ex为x期开始时的生命期望或平均余年ex=Tx/nx
e0为种群的平均寿命
Deevey存活曲线3种类型
I型:
凸型,大型哺乳动物、人,耐阴树种
II型:
对角线型,鸟、中性树种
III型:
凹型,鱼,阳性树种
指数式增长(J型)---与密度无关的增长模型:
环境资源不受限制,无竞争
离散增长模型
(1)世代不重叠,一生繁殖一次,低等生物Nt=NoR0t
R0净生殖率N种群数量;
t时间
(2)世代重叠,一生繁殖多次,有固定繁殖周期Nt=Noλtλ周限增长率
连续增长模型Malthus方程(1798)世代重叠,一生繁殖多次,无固定繁殖周期
逻辑斯谛增长(S型)Verhulst-Pearl方程---与密度有关的增长模型:
环境资源有限,有竞争
5个时期:
1)开始期:
增长缓慢2)加速期:
快速增长3)转折期:
数量达到K/2时,增长最快,拐点可获得最大持续产量4)减速期:
数量超过K/2后,增长减慢5)饱和期:
趋于K值而饱和
种群个体在空间如何散布:
1.均匀型:
少见2.随机型:
罕见3.成群型(营养繁殖造成):
常见
密度效应:
在一定时间内,当种群的个体数目增加时,必然会出现林间个体之间的相互影响
-2/3自疏法则看笔记
森林植物间的直接关系1)共生:
根瘤、菌根2)附生关系:
苔藓、地衣、兰花3)攀援植物,攀援植物对树木的危害:
绞结树木;
使树木输导营养物质受阻;
树干被缠绕,削弱同化过程。
4)寄生与半寄生,寄生植物:
菟丝子、列当等;
半寄生植物:
桑寄生、槲寄生植物;
低等真菌的寄生对树木的危害
森林植物间的间接关系:
1.竞争:
同种或异种的生物个体间所发生的对环境资源和生存空间的争夺;
植物间的竞争主要是争夺光照、水分、养分
竞争排斥原理(Gause假说):
两个资源利用方式完全相同的种不能长期共存,一方必然要排斥另一方。
生态位:
生态系统中种群在时间、空间上的位置及其与相关种群间的功能关系。
他感:
植物通过向体外分泌可挥发的化学物质,对周围植物产生影响。
第九章植物群落结构特征
植物群落:
在一定地段的自然条件下,一定数量的植物种类有规律地组合的集合体。
植被:
由各种各样的植物群落镶嵌形成。
植物群落基本特征:
1)具有一定的种类组成2)具有一定的外貌3)具有一定的群落结构:
垂直结构、水平结构、营养结构、生活型组成4)形成群落内特有生境5)不同物种之间的相互作用6)一定的动态特征7)一定的分布范围8)群落的边界特征
群落表现面积(最小样地面积):
能包括群落中绝大多数植物种类,表现出该群落一般结构特征的样地的最小面积。
植物群落种类数量特征1.多度:
某种植物的个体数。
密度:
单位面积某种植物的个体数
相对多度=某种植物的个体数/同一生活型所有植物个体数之和*1002盖度:
表示植物种地上部分在地面的垂直投影面积(灌、草本植物)显著度(乔木):
树木胸高断面积。
或郁闭度、材积等测定显著度相对显著度=某种植物的胸高断面积/同一生活型所有植物胸高断面积之和*100相对盖度=某种植物的盖度/同一生活型所有植物盖度之和*1003、频度:
某种植物在样地上分布的均匀性
频度=某种植物出现的样方数/全部样方数
相对频度=某种植物的频度/同一生活型所有植物频度之和*100
多度和频度的关系:
多度大,频度一定很大;
多度中等,频度或大或小;
多度小,频度一定很小。
4、重要值=相对多度+相对显著度(盖度)+相对频度5、
重要值序;
6、优势种:
群落中个体数量多,盖度大,生活力强,决定整个群落种类组成、结构和生境的主要特征,对其他植物生长发育起重要作用的植物种,重要值排在第一位。
建群种:
群落主要层次的优势种,是群落的建造者,决定整个群落的内部构造和特殊生境
单优群落:
只有一个优势种的群落共优群落:
除了优势种,还有亚优势种的群落
森林群落垂直结构:
1、森林群落的基本层次:
乔木层、灌木层、草本层、死地被物、层间植物(藤本、附生、寄生植物,水热条件不同,发达程度不同)2、主要层与次要层,森林群落内各层植被分别占有适合其自身生长的小生境,而此小生境又依赖于其上面各林冠层3、地下根系层次长于地上层次相对应
单层林:
乔木层不分亚层。
人工林或阳性树种纯林复层林:
乔木层有2个以上亚层。
混交林或异龄林
群落的外貌特征:
1、生活型谱表2、叶质谱表3、叶型谱表
季相:
植物群落外貌随季节而发生变化
第十章
植物群落的发生和演替
植物群落的发生过程
1.裸地1)原生裸地:
没有土壤层,没有植物繁殖体,生境条件极为恶劣2)次生裸地:
有土壤层,有植物繁殖体;
2.迁移:
种子的数量,传播方式,路途远近,地形条件等
3.定居:
种子的发芽力,对环境的适应能力;
4.竞争:
生存竞争能力
植物群落发育时期的基本特征
1.发育初期:
建群种良好发育,种类成分不稳定,层次分化不明显,特有生境正在形成中。
2.发育盛期:
植物种类组成稳定,结构已定型,层次分化良好,特有生境已形成。
3.发育末期:
建群种生长不良,种类成分混杂,群落的结构和特有生境发生变化。
群落演替:
在一定地段上,一个植物群落依次被另一个植物群落所代替的过程。
进展演替:
在未经干扰的自然状态下,群落从种类少,结构简单,不稳定,生物量低的群落发展到种类多,结构复杂,稳定,生物量高的群落。
群落对环境的改造作用加强,群落更加充分利用环境,生境向中生化方向发展。
逆行演替:
由于人为破坏或自然灾害等干扰因素,原来稳定性大,结构复杂的群落,退化为结构简单,稳定性小的群落。
干扰因素消失,仍向进展方向发展。
演替的分类
1.苏卡乔夫提出按演替主导因素(原因)划分:
群落发生演替、内因生态演替、外因演替
2.拉孟斯基提出按时间发展划分:
地质演替(千年,植物群落的系统发生和发育);
长期演替(几十年到几百年,一般森林群落演替);
快速演替(几年,十几年,次生演替,撂荒地)3.克里门茨提出按基质性质划分:
原生演替、次生演替
原生演替:
是从原生裸地上开始的群落演替。
次生演替:
是从次生裸地上开始的群落演替。
旱生演替系列的原生演替的一般过程
1.地衣群落阶段:
壳状地衣--叶状地衣--枝状地衣,形成初期的土壤
2.苔藓群落阶段:
耐干旱的苔藓最先生长,土壤和水分条件得到改善
3.草本群落阶段:
耐旱的一年生草本--多年生草本,土壤、水分、温度条件进一步改善。
4.木本植物群落阶段:
耐旱的阳性灌木--阳性先锋树种--耐荫树种组成的群落,形成中生生境。
演替中前一阶段生境的改善为后一阶段植物的生长创造条件,生境由旱生生境向中生生境发展,后一阶段群落比前一阶段种类组成更丰富,结构更复杂,群落更稳定。
水生演替系列的原生演替一般过程
1.自由漂浮植物群落阶段2。
沉水植物群落阶段3.浮叶根生植物群落阶段
4.挺水植物阶段5.湿生草本植物阶段6.木本植物阶段
次生演替过程:
看笔记
演替顶极群落:
在一定的地区内,按照演替的发生过程,群落相继替代,通过一系列的演替阶段,最后形成一个相对稳定的群落,群落结构最复杂,优势种最稳定,群落能很好地调节生境,占有生境,排斥外来种。
三个顶级学说看笔记
第十一章植物群落分类
一英美学派:
以克里门茨和坦斯利为代表二、法瑞学派:
以布朗*布朗喀为代表三、生态学派:
以波格来勃涅克为代表四、生物地理群落学派:
以苏卡乔夫为代表
立地条件:
土壤养分、水分条件相似的地段
林型:
不仅土壤养分,水分相似,而且气候条件相似的地段
中国植物分类系统看书179页
第十二章植物群落分布
水平地带性分布:
水热条件随经纬度变化导致植物群落沿经纬度有规律地分布。
垂直地带性分布:
水热条件随海拔高度变化导致植物群落沿海拔高度有规律地分布。
三向地带性:
经向地带性、纬向地带性、垂直地带性
世界森林分布:
1、看笔记
中国植被分布:
1、高寒带针叶林区建群种为兴安落叶松2、温带针阔混交林建群种为红松——杂木3、暖温带落叶阔叶林以栎属为主要建群种,辽东栎,麻栎、栓皮栎、锯齿栎、槲栎4、亚热带常绿阔叶林区以壳斗科,樟科、木兰科、山茶科、金缕梅科植物为主5、热带雨林季雨林区热带雨林:
橄榄、棕榈、菠萝蜜、红树等为主季雨林:
桑科、无患子科、楝科、椴树科、紫薇科为主6、温带草原区建群种为针茅属为主7、温带荒漠区8、青藏高原高寒植被区云杉林、高寒草甸、草原、荒漠
植被的垂直带谱:
随着海拔的升高而依次出现植被带的具体顺序
高山树线:
乔木树种分布的最高海拔界限
第十三章生态系统概述
系统:
相互联系的诸要素的综合体,具有一定的功能。
生态系统:
在一定的时间和空间内,生物的和非生物的成分之间,通过不断的物质循环和能量流动而相互作用,相互依存的统一整体,构成一个生态学的功能单位。
生态系统的基本特征
1.结构特征:
初级生产者、消费者、分解者、非生物物质:
2.功能特征:
能量流动,物质循环,信息传递:
3.动态特征:
生态系统不是静止的,而是不断运动变化的系统:
4.相互作用和相互联系的特征:
5.稳定平衡的特征:
自动校正平衡能力和自我调节的机制:
6.对外开放的特征:
能量和物质的输入与输出
生态平衡:
生态系统在长期不断发展和演变过程中,与其周围环境达到一个协调和相对稳定的状态,即生态系统的平衡。
陆地生态系统:
森林、草原、荒漠
生态系统的能量流动特点
(1)能量来自太阳能;
(2)能量转换符合热力学第一定律:
能量的形式可以改变,但改变前后的总量保持不变;
(3)热力学第二定律:
能量只能从集中形式降解成分散的形式,分散成稳定的均匀态,向着熵值增大的方向发展;
(4)是不可逆的单程流。
生态系统能量流动和物质流动的异同:
同:
遵守守恒定律不同:
物质流动可逆,能量流动不可逆。
食物链:
生态系统内生物之间形成的一种食物的链索关系。
营养级(T):
处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。
食物网:
生态系统中的许多条食物链相互交错,连结成网。
生态金字塔的三种类型:
1、树木金字塔2、生物量金字塔3、能量金字塔
生态效率:
指各种能流参数(摄取量、同化量、呼吸量、生产量)中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值。
10%定律林德曼效率=(n+1)营养级同化的能量/n营养级同化的能量~10%
流通率:
单位时间、单位面积内通过的物质的量
周转率:
周转率=流通率/库中物质总量周转时间:
周转时间=库中物质总量/流通率
5。
几种重要的物质循环
1)水循环2)碳循环3)氮循环4)磷循环5)硫循环
初级生产:
绿色植物通过光合作用固定太阳能,合成有机物,为生态系统首次能量固定。
(1)总(初级)生产量:
植物在单位时间内光合作用中固定太阳能的总的数量。
(2)生物量:
单位面积所有生物体的干重。
克/米2